氏 名 ・（本籍） 高橋 誠（秋田県）
専 攻 分 野 の 名 称 博士（医学）
学 位 記 番 号 医博甲第 925 号 学 位 授 与 の 日 付 平成 29 年 3 月 22 日
学 位 授 与 の 要 件 学位規則第 4 条第 1 項該当 研 究 科 ・ 専 攻 医学系研究科医学専攻
学 位 論 文 題 名 Inverse relationship between insulin receptor expression and
progression in renal cell carcinoma
（腎細胞癌におけるインスリン受容体の発現と癌進展の逆相関）
論 文 審 査 委 員 （主査） 教授 大森 泰文
（副査） 教授 髙橋 直人 教授 本山 悟
Akita University
学位論文内容要旨
Inverse relationship between insulin receptor expression and progression in renal cell carcinoma
（ 腎 細 胞 癌 に お け る イ ン ス リ ン 受 容 体 の 発 現 と 癌 進 展 の 逆 相 関 ） 申 請 者 氏 名 高 橋 誠
研 究 目 的
疫 学 的 に 肥 満 や 糖 尿 病 と 癌 の 発 症 ・ 進 展 の 関 連 性 が 示 唆 さ れ て い る 。 イ ン ス リ ン は 糖 代 謝 で 重 要 な 役 割 を 担 う と 同 時 に 、PI3k-Akt-mTOR 経 路 を 活 性 化 す る 強 力 な 増 殖 因 子 で も あ り 、 イ ン ス リ ン シ グ ナ ル の 癌 の 発 症 や 進 展 に お け る 役 割 が 注 目 さ れ て い る 。 腎 細 胞 癌 の 発 癌 と 肥 満 と の 間 に は 前 立 腺 癌 や 乳 癌 よ り も 強 い 正 の 関 連 が 報 告 さ れ て い る が 、 腎 細 胞 癌 の 進 展 と 肥 満 に は 負 の 関 連 が 報 告 さ れ て い る 。 肥 満 と 発 癌 お よ び 進 展 の 関 係 は 逆 に な っ て お り 、 腎 細 胞 癌 に お け る 「 肥 満 パ ラ ド ッ ク ス 」 と 呼 ば れ て い る 。 我 々 は 、 腎 癌 細 胞 株 、 マ ウ ス モ デ ル 、 お よ び 腎 細 胞 癌 患 者 の 臨 床 検 体 を 使 用 し て 、 腎 細 胞 癌 の 進 展 と イ ン ス リ ン シ グ ナ ル の 関 係 を 検 討 し た 。
研 究 方 法
2007 年 2 月 から 2011 年 6 月 ま で に 、当 科 で 腎 摘 除 術 を 受 け 、腎 細 胞 癌 と 診 断 さ れ た 99 症 例 に つ い て 、摘 出 標 本 を 抗 イ ン ス リ ン 受 容 体 抗 体 、お よ び 抗 IGF-1 受 容 体 抗 体 で 免 疫 染 色 を 行 い 、 そ の 発 現 を Allred score 法 で 評 価 し た 。 術 前 空 腹 時 の 血 清 C ペ プ チ ド 、 イ ン ス リ ン 、 IGF-1 濃 度 を 測 定 し 関 連 を 検 討 し た 。
マ ウ ス 腎 癌 細 胞 株 RENCA を 培 養 し 、 細 胞 増 殖 実 験 を 行 っ た 。 腫 瘍 細 胞 を 用 い て ウ エ ス タ ン ブ ロ ッ テ ィ ン グ を 行 い 、 イ ン ス リ ン 受 容 体 発 現 の 定 量 お よ び イ ン ス リ ン シ グ ナ ル を 検 討 し た 。
ま た Balb/c マ ウ ス を 2 群 に 分 け 、高 炭 水 化 物 食 と 低 炭 水 化 物 食 を 与 え 、糖 負 荷 試 験 お よ び 血 清 イ ン ス リ ン 濃 度 測 定 を 行 っ た 。 更 に そ れ ぞ れ を メ ト ホ ル ミ ン 治 療 群 と 非 治 療 群 に 分 け 、計 4 群 と し た 。マ ウ ス 側 腹 部 皮 下 に マ ウ ス 腎 癌 細 胞 株 RENCA を 2×105 個 皮 下 注 射 し 、 腫 瘍 増 殖 を 検 討 し た 。 マ ウ ス か ら 腫 瘍 を 切 除 し 、 ウ エ ス タ ン ブ ロ ッ テ ィ ン グ を 行 い 、 イ ン ス リ ン 受 容 体 発 現 の 定 量 お よ び イ ン ス リ ン シ グ ナ ル を 検 討 し た 。 マ ウ ス 血 清 を 採 取 し イ ン ス リ ン 濃 度 を ELISA で 測 定 し た 。
研 究 成 績
腎 細 胞 癌 摘 出 標 本 で の イ ン ス リ ン 受 容 体 発 現 は 、Allred score 法 で 0-2 点 10 例 、 3-5 点 65 例 、 6 点 15 例 、 7-8 点 9 例 で あ っ た 。 イ ン ス リ ン 受 容 体 の 発 現 は 、 pT2 以 上 お よ び 有 転 移 患 者 の 腎 癌 組 織 で 有 意 に 低 か っ た （ p=0.028、p=0.005）。 血 清 C ペ プ チ ド が 中 央 値 以 上 の 患 者 で の 腎 細 胞 癌 組 織 で は 、 イ ン ス リ ン 受 容 体 の 発 現 は 有 意 に 低 か っ た （ p=0.044）。 イ ン ス リ ン 受 容 体 の 高 発 現 例 は 低 発 現 例 に 比 べ 、 腎 摘 除 術 後 の 無 病 生 存 期 間 お よ び 全 生 存 期 間 が 有 意 に 良 好 で あ っ た （ p=0.015 、 p=0.031）。単 変 量 解 析 で 低 イ ン ス リ ン 受 容 体 発 現 、BMI 高 値 、TNM の 高 ス テ ー ジ 例 は 腎 細 胞 癌 の 予 後 不 良 因 子 で あ っ た 。
細 胞 増 殖 実 験 で 、RENCA 細 胞 は イ ン ス リ ン 投 与 用 量 依 存 的 に 増 殖 し た 。ウ エ ス タ ン ブ ロ ッ テ ィ ン グ で は 、 イ ン ス リ ン 受 容 体 の リ ン 酸 化 と イ ン ス リ ン 受 容 体 カ ス ケ ー ド の 下 流 に 存 在 す る Akt の リ ン 酸 化 が イ ン ス リ ン 用 量 依 存 的 に 亢 進 し た 。 高 炭 水 化 物 食 を 摂 取 し た Balb/c マ ウ ス は 、 低 炭 水 化 物 食 群 に 比 べ 有 意 に 体 重 、 糖 負 荷 試 験 後 の 血 糖 値 、お よ び 血 清 イ ン ス リ ン 濃 度 が そ れ ぞ れ 増 加 し た（ p=0.001、
p = 0.014、p = 0.029）。 し か し こ れ ら の マ ウ ス に RENCA 細 胞 を 皮 下 注 射 し た と こ ろ 、 高 炭 水 化 物 食 群 で は 低 炭 水 化 物 食 に 比 較 し 、 腫 瘍 体 積 は 有 意 で は な い が 増 大 し た （ p = 0.127）。
高 炭 水 化 物 食 と 低 炭 水 化 物 食 、 さ ら に メ ト ホ ル ミ ン 投 与 の 有 無 で マ ウ ス を 4 群 に 分 け た 。糖 負 荷 試 験 で は 、高 炭 水 化 物 食 +メ ト ホ ル ミ ン 投 与 群 で は 、高 炭 水 化 物 食+メ ト ホ ル ミ ン 非 投 与 群 に 比 べ 血 糖 値 が 有 意 で は な い が 低 値 で あ っ た（p=0.09）。
血 清 イ ン ス リ ン 濃 度 は 、低 炭 水 化 物 食 群 お よ び 高 炭 水 化 物 +メ ト ホ ル ミ ン 投 与 群 で は 高 炭 水 化 物 食 群 よ り 有 意 に 低 値 で あ っ た（ p=0.034、p=0.028）。腫 瘍 増 殖 実 験 で は 、高/低 炭 水 化 物 食 を 問 わ ず 、メ ト ホ ル ミ ン 投 与 群 で は 非 投 与 群 に 比 べ 腫 瘍 体 積 が 有 意 に 小 さ か っ た （p=0.046）。
メ ト ホ ル ミ ン を 投 与 し た 高 炭 水 化 物 食 マ ウ ス 群 の RENCA 腫 瘍 で は 、メ ト ホ ル ミ ン 非 投 与 で 高 炭 水 化 物 食 群 の 腫 瘍 に 比 べ 、 イ ン ス リ ン 受 容 体 発 現 が 有 意 に 亢 進 し た
（ p=0.047）。
結 論
腎 細 胞 癌 の イ ン ス リ ン 受 容 体 発 現 は 、 臨 床 検 体 お よ び マ ウ ス モ デ ル の 両 者 で 血 清 イ ン ス リ ン 濃 度 お よ び 腎 癌 腫 瘍 増 殖 と 逆 関 連 を 示 し た 。 マ ウ ス モ デ ル で の メ ト ホ ル ミ ン に よ る 腫 瘍 抑 制 効 果 は 血 清 イ ン ス リ ン 濃 度 低 下 に よ る イ ン ス リ ン シ グ ナ ル の 抑 制 に よ る 作 用 よ り は 、 腫 瘍 細 胞 へ の メ ト ホ ル ミ ン の 直 接 作 用 に よ る と 考 え ら れ た 。高 イ ン ス リ ン 血 症 に よ る 腫 瘍 増 殖 は RENCA に お い て は 認 め ら れ な か っ た 。 腎 細 胞 癌 進 展 に お け る 肥 満 と の 逆 関 連 に 、 イ ン ス リ ン シ グ ナ ル が 腫 瘍 増 殖 に 強 く 関 与 し て い な い こ と が 影 響 し て い る 可 能 性 が 示 唆 さ れ た 。
Akita University
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨
主 査： 大森 泰文 申請者： 高橋 誠
論 文 題 名 ：
Inverse relationship between insulin receptor expression and progression in renal cell carcinoma
（腎細胞癌におけるインスリン受容体 の発現と癌進展の逆相関）要旨
肥満や糖尿病とがんの発生および進展との関連性に関する報告によると、乳癌や前 立腺癌を始めとする多くのがんにおいては肥満や糖尿病が予後不良因子となる傾向が あるのに対し、腎細胞癌においてはむしろ予後良好因子であり、
”obese paradox”
とよ ばれている。著者は、2
型糖尿病と腎細胞癌の進展との関連に着目し、腎細胞癌にお けるインスリン受容体（IR
）やIGF1
受容体の発現と癌の進展度および患者の生存率 との関連を調べる目的で、多数の腎細胞癌臨床検体におけるこれら受容体の発現を免 疫染色で評価したところ、癌の進展度が高いほどIR
の発現が低くなること、またIR
の発現が高い患者ほど生存率が高いことを見出した。さらに、マウス腎細胞癌由来RENCA
細胞をマウス皮下に移植したところ、高炭水化物食による高インスリン状態の方が低炭水化物食による低インスリン状態よりも
RENCA
腫瘍におけるIR
の発現 が低いことを見出し、腎細胞癌のIR
発現にはインスリンによる負のフィードバックが 関与していることを示唆するに至った。また、糖尿病治療薬metformin
によりRENCA
腫瘍の増殖が効率的に抑制されたことから、AMP
キナーゼによるIR-Akt-mTOR
シグ ナル経路の阻害が腎細胞癌の進展抑制に寄与することを示した。本論文の斬新さ、重要性、実験方法の正確性、表現の明瞭さは以下の通りである。
１）斬新さ
ヒト腎細胞癌の
obese paradox
は広く知られているが、そのメカニズムに腫瘍のIR
の発現量が関与していることを、臨床検体を用いて明確に示した初めての論文であり、非常に斬新な研究といえる。さらに、培養細胞を用いた実験や動物実験を行うことで、
分子レベルでの考察を加えている点も新規性がある。
２）重要性
腎細胞癌の発生や進展に生活習慣病が影響を与えること、それが
IR
発現量と逆相関 することを明瞭に示したことは、腎細胞癌のコントロール戦略に多大な貢献するもの と期待される。特にAMP
キナーゼ活性の増強が腎細胞癌抑制に重要であることを提 示したことは、治療戦略を考える上でも有用な知見となると期待される。３）研究方法の正確性
すべての腎細胞癌検体は病理組織学的に確定されたものであり、
IR
等の免疫染色も 定法にしたがったものである。また染色態度の質的評価に関してもAllred scoring
に したがって妥当な方法がとられている。さらに、統計学的解析やその解釈も正確に遂 行されている。動物実験に関しても正しい対照実験が行われており、信頼性がある。４）表現の明瞭さ
研究の背景と目的、研究方法、実験結果の記載と図表の提示方法は明瞭で理解しや すい。また、考察も論理的に組み立てられているとともに、本研究において解明でき なかった点や解釈が困難な点、これからの課題と展望も丁寧に説明されており、高く 評価できる。
以上述べたように、本論文は学位を授与するに十分値する研究と判定された。
